Прямое экспонирование печатных плат своими руками

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 18.09.2024

В построении электронных схем можно пользоваться универсальной печатной платой с отверстиями без дорожек, но удобнее использовать печатную плату, изготовленную согласно этой схеме.

Есть разные способы изготовления печатных плат, но в этой статье будет рассмотрен фоторезистивный метод.

Фоторезистом — это чувствительное к свету вещество (в нашем случае это лак), которое под воздействием освещения изменяет свои свойства. Фоторезист накладывается фотошаблон и производится его засветка, после чего засвеченные (или незасвеченные) участки фоторезиста смываются специальным растворителем, в качестве которого обычно выступает едкий натр (NaOH).

Все фоторезисты делятся на две категории: позитивные и негативные. Для позитивных фоторезистов дорожке на плате соответствует черный участок на фотошаблоне, а для негативных, соответственно, прозрачный. На многих предприятиях работают с негативными фоторезистами, но мы будем использовать позитивный, как получивший наибольшее распространение в свободной продаже. Остановимся более подробно на использовании позитивных фоторезистов в аэрозольной упаковке.

Подробное описание изготовления печатной платы

Подготовка текстолита

Чтобы изготовить печатную плату с минимальными материальными затратами нужно тщательно подготовить текстолит перед нанесением лака.

Подразумеваем, что текстолит выпилен в примерный размер будущей печатной платы с запасом по краям 5мм с каждой стороны. Обычно затирку меди начинают специальными абразивными пастами, но при отсутствии таковой сойдёт помесь геля для мытья посуды и моющего чистящего порошка. Затирку ведём металлической сеткой для мытья посуды, тем самым удалим окиси, грязь с поверхности текстолита, а сетка в свою очередь зацарапает фольгу, что повысит в дальнейшем адгезию лака (фоторезиста) с поверхностью.

Затирку ведём в зависимости от степени загрязнения поверхности до тех пор, пока
поверхность не будет иметь равномерный ровный оттенок, фактически золотой.

Химические пятна на текстолите можно перед нанесением фоторезиста удалить опустив текстолит в раствор горячего хлорного железа, если фольга на текстолите стала равномерно красной, то в принципе будущее травление пройдёт без проблем, плату после такого метода следует тщательно промыть горячей водой и заново заполировать абразивом до золотого оттенка.

Теперь промываем очищенный текстолит горячей водой и стараемся его
поверхность руками не трогать…

Теперь сушим при температуре 60-70°С с минуту, пока поверхность не примет лёгкий розоватый оттенок. Если при этом процессе на поверхности образовался иней, то его надо удалить салфеткой. Ворса на поверхности быть не должно!

Для сушки годится обыкновенный фен для сушки волос…

Подготовка фотшаблона

Пока текстолит остывает готовим фотошаблон… В данном случае имеется несколько способов его изготовления, но я настоятельно рекомендую использовать струйный принтер с разрешением печати чёрного цвета не менее 1200 точек на дюйм. Печать будем производить на прозрачную плёнку (у струйных принтеров она с ворсом, у лазерных без ворса специальная термоплёнка).

Внимание! Лицевая сторона печатной платы при печати должна быть зеркальной! Обратная не зеркальной!

Таким образом, после печати рисунок на плёнке будет перевёрнут с рабочей стороны плёнки (у струйной – это ворсистая сторона). А когда будем проецировать картинку на текстолит — плёнка будет приложена уже рабочей стороной к нему и с проецированный рисунок будет правильный (уже не зеркальный). Чтобы не ошибиться при печати рекомендую на фотошаблон нанести, например буквы своих инициалов.

Рекомендую сделать пару копий фотошаблонов для рационального использования
плёнки и исключения ошибок при проявлении фоторезиста… Т.е. делайте не одну печатку, а например, две одновременно (если они не большие), потом выбирайте наиболее качественную и травите в хлорном железе.

Напечатанный таким способом фотошаблон (позитив) проверяем на прозрачность, в идеале рабочий рисунок (печатные проводники) должен быть абсолютно чёрным!

Отрезаем фотошаблон от плёнки и стараемся это сделать ровнее, оставшейся кусок плёнки можно будет использовать ещё (для печати другого проекта).

На моём примере я разделил фотошаблон на два, и буду делать одновременно две
платы…

Нанесение фоторезиста

Так как за это время он остыл, пора нанести на него светочувствительный лак. Делать это рекомендуется в тёмном помещении при слабом свете, чтобы видеть какой слой фоторезиста мы нанесли.

Этот процесс один из наиболее важных, а именно – следует быстро нанести
равномерный слой лака со слабо-фиолетовым оттенком без пузырьков и потёков!

Обычно рекомендуют сушить фоторезист в течении часа, но я произвожу сушку при относительно высокой 60-70ºС в течении 3-5 минут. Потом оставляю текстолит охлаждаться пока полностью не остынет. При сушке плату не перегревать, может отслоиться лак, резко тоже не охлаждать! Лучше подождать лишних 5 минут, зато потом результат будет отличный… в этом деле главное не торопиться!

Не забываем, конечно, что всю эту процедуру производим при слабом освещении
(слабая энергосберегающая лампа или люминесцентная лампа где-нибудь позади нам особого вреда не принесут).

После просушки фоторезиста следует внимательно осмотреть поверхность
нанесённого нами лака, на краях платы не должно быть наплывов, лучше их просто аккуратно содрать, именно для этого текстолит и рекомендуется вырезать с запасом 5мм по краям. Обычно наплывы образуются на одном ребре, смотрите фото выше, плата перед нанесением лака специально наклонена, чтобы фоторезист, а точнее его излишки стекали на один из краёв платы. При напылении на центрифуге этот вариант практически исключён.

Экспонирование

Процесс этот не сложный и кратковременный, заключается в подготовке фотошаблона на поверхности фоторезиста и его последующей засветке ртутной лампой (ультрафиолетовый спектр).

Я использую медицинские облучатели для дезинфекции помещений (УФО-1, УФО-2 и им подобные). УФО-1 содержит в себе 100 Вт ртутную кварцевую лампу в паре со спиралью накаливания в кварцевых трубках (выполняют роль резистора и являются как бы инфракрасными лампами с сильным выделением тепла). Со времён СССР у многих подобные излучатели в квартирах имеются… Нам же из этого излучателя надо только это:

Быстро на напылённый фоторезист укладывает рабочей стороной фотошаблон на
плёнке и накрываем куском тонкого стекла (от фоторамки например). И засвечиваем фотошаблон с расстояния не менее 25 см, но не более 35 см при использовании УФО-1 ровно 2 минуты 15 секунд, если фоторезист имеет слабо-фиолетовый оттенок :

После засветки плату убираем в тёмное место на время 5-8 минут, типа для
закрепления фоторезиста…

Подготовка раствора

Пока у нас фоторезист закрепляется, готовим раствор для его травления. Рекомендуют, что Немецкие, что Бельгийские производители использовать для проявки каустическую соду, он же едкий натр, порошок крупнозернистый белого цвета, не прозрачный, и в прямом смысле слова – едкий. Т.е работать надо бы в резиновых перчатках.

Мешаем 7 грамм этого вещества на один литр тёплой воды до тех пор, пока порошок полностью не растворится, можно осадок удалить. Если же перемешать в горячей воде, то осадок тоже растворится. Берём тару, к примеру, пластиковый контейнер. Опускаем нашу засвеченную плату в него. (Раствор не должен быть горячий, лучше просто тёплый!).

Раствор рекомендуется постоянно помешивать из стороны в сторону.

Сразу после проявки тщательно промыть плату тёплой водой смыв остатки каустической соды. У меня на фото этот процесс занял менее минуты, так как раствор у меня не 7 грамм на литр воды, а несколько больше… Изначально раствор каустической соды в воде прозрачный, далее он поменяет оттенок – станет фиолетовым (видно на фото выше), т.е в нём растворён лак.

Использовать раствор можно неоднократно, я бывало до пяти раз с недельным
интервалом фоторезист проявлял, раствор при этом уже был тёмно-фиолетового цвета.

Травление платы

Ну и собственно теперь травим в растворе хлорного железа в воде в пропорции 1:3

Как видно на фото лак у меня прозрачен, медь отлично видна… После протравки

хлорным железом лак смыть ацетоном, или другим растворителем (646, 647, 650).

Можно протравить и другими растворами, например медным купоросом с солью или лимонной кислотой.

Создание печатных плат методом фоторезиста без ламинатора в домашних условиях

Здравствуй, дорогой читатель! Сегодня я расскажу о том, как в домашних условиях можно изготовить качественную печатную плату методом фоторезиста. Данный способ несколько более трудо- и ресурсозатратен по сравнению с методом ЛУТ, однако позволяет получить более детализированные платы с более мелкими элементами. Сам я полностью перешёл на этот метод, отказавшись от ЛУТ, и ни капли не жалею.

Должен сразу сказать, что я в этом деле пока начинающий, но получаемый результат мне всегда нравится. Если есть полезные замечания, буду рад прочитать их в комментариях.

Подготовка рисунка платы

Для начала, нам необходимо иметь собственно рисунок платы, которую мы будем изготавливать. Можно добывать готовые платы в интернете, можно развести их в популярной программе Sprint Layout, однако я сам пользуюсь китайским бесплатным проектом EasyEDA. Он удобен тем, что содержит огромную библиотеку электронных компонентов, в том числе тех, что были добавлены пользователями, а также возможностью автоматически провести дорожки на плате на одном или нескольких слоях меди.

Для примера будем изготавливать плату для самодельного семисегментного индикатора на два разряда, использующего SMD светодиоды. Плата на рисунке ниже разведена с помощью автоматического трассировщика. Заметна некоторая несимметричность, но в данном случае это не главное, главное — функциональность!

Плата индикатора часов

Экспортируем рисунок платы в PDF (получается хорошее качество), настройки показаны на рисунке. Пробуйте экспериментировать с настройками, некоторые могут вам пригодится. Также следует обратить внимание на то, что картинка нам нужна зеркальная, зачем — увидим позже.

Экспорт платы в PDF

Печать рисунка

Распечатка рисунка платы в Adobe Photoshop

Печатаем в максимальном доступном разрешении, в наилучшем доступном качестве. Если принтер цветной, то необходимо печатать только чёрным цветом.

Настройки принтера

Получаем нашу маску для дальнейшей экспозиции.

Готовая маска

Дам также некоторые советы касательно печати. Распечатывать рекомендую на струйном принтере, так как печка лазерного принтера заметно раскаляет плёнку, на которой ведётся печать, и вызывает коробление. Даже если это не заметно глазу, для каких-нибудь многоногих микросхем это может оказаться критичным. В любом случае, для принтера, который вы будете использовать для печати, необходима соответствующая плёнка. Для струйного принтера — плёнка для струйной печати, для лазерного — для лазерной печати. Я использую самую дешёвую из доступных в моём городе плёнку, даже самоклеющуюся, но для изготовления плат это не имеет значения. Должен сказать, что именно на этой плёнке качество печати далеко не лучшее, поэтому планирую после этой упаковки взять что-то покачественнее.

Самоклеящаяся плёнка для струйной печати

Подготовка текстолита

Теперь примемся за сам текстолит. Используем любой доступный односторонний текстолит, в моём случае — старый советский текстолит, подаренный знакомым слесарем. Вполне подойдёт и китайский, с ним работать даже попроще.

Вырезаем куски нужного нам размера любым удобным способом. Небольшие платы я обычно вырезаю лобзиком, эти же порезал на древней пневматической гильотине с большим припуском.

Вырезанные из текстолита заготовки

На фото выше видно, насколько грязная омеднённая поверхность. Для работы это совершенно не годится.

Процесс очистки

Результат налицо. На обезжиренной поверхности вода растекается тонкой плёнкой.

Очищенные заготовки

Самое время подготовить фоторезист. Я использую самый доступный китайский (ссылка), вы можете использовать любой доступный, но необходимо учесть, что в данной статье описываются процедуры для щёлочерастворимого фоторезиста, отверждаемого ультрафиолетом.

Китайский фоторезист

Хранить фоторезист необходимо в месте, защищённом от света, чтобы он не затвердел раньше времени. Небольшие кусочки можно вкладывать в книгу, а для рулона я использую изобретение, показанное на фото ниже.

Тёмная капсула для фоторезиста

Экспозиция платы

Фоторезист с обеих сторон покрыт защитной плёнкой. Вырезаем кусок нужного размера (чуть больше заготовки платы), аккуратно отделяем защитную плёнку с одной стороны и сразу клеим на ранее обезжиренную медную поверхность, если есть ламинатор. Однако, ламинатора может и не быть, как у меня, поэтому сначала наносим на поверхность меди слой смеси изопропилового спирта и воды в соотношении 1:1. Затем наклеиваем фоторезист, стараясь размещать его от краёв к центру, чтобы в середине не скапливался пузырь, и сильно прокатываем его чем-нибудь от краёв к центру. Очень удобно использовать для этого валик переноса заряда из картриджа лазерного принтера. Затем промакиваем излишки раствора салфеткой и обрезаем излишки фоторезиста. Спирт слегка растворяет поверхность фоторезиста, отчего тот очень хорошо приклеивается к обезжиренной меди. Способ помогает ничуть не хуже, чем прокатка через ламинатор. Результат на фото.

Для экспозиции нам потребуется источник ультрафиолетового излучения. Весьма удобно использовать лампу для сушки гель-лака — она имеет закрытую конструкцию и таймер. Также нам понадобится тонкое стекло. Накладываем на плату с наклеенным фоторезистом маску (обязательно краской к меди, для чего мы и печатаем маску в зеркальном отражении), и кладём сверху стекло. Ставим сверху лампу и включаем её на определённое время (определяется экспериментально), в моём случае — 90 секунд. Обязательно следим, чтобы ничего не сместилось.

Всё готово для экспозиции

Подготовка к травлению

Результат на фото ниже. Теперь необходимо отлепить оставшуюся защитную плёнку. Можно сделать это как есть, но намного проще сделать это с небольшой хитростью.

Результат экспозиции

Отправляем наши заготовки на 10 минут в самый холодный отсек морозилки. После этого защитная плёночка может местами начать отходить сама, останется ей немного помочь.

Заготовки в морозилке

После удаления защитной плёнки необходимо избавиться от неэкспонированного фоторезиста. Для этого погружаем заготовку в тёплый раствор кальцинированной соды (я готовлю на глаз). Затем нежно трём кисточкой, мягкой щёточкой или пальцем (в перчатках!). Заканчиваем после того, как на всех неэкспонированных участках покажется чистая медь. Долго в растворе соды держать не советую — может начать отклеиваться фоторезист.

Растворение лишнего фоторезиста

Затем сушим наши заготовки. Результат на фото ниже.

Очищенные заготовки

Перед травлением желательно осмотреть заготовки на предмет наличия затвердевшего фоторезиста там, где его быть не должно. Необходимо механически счистить его, например, кончиком ножа. На фото ниже видны маленькие вкрапления из-за не очень качественной печати маски. Я их счищаю скальпелем.

Изъяны от печати

После осмотра наступает время травить заготовки. Можно делать это раствором хлорного железа — это довольно эффективный традиционный способ. Я же использую раствор, состоящий из 3% перекиси водорода, лимонной кислоты и поваренной соли, в соотношении 20 : 5 : 1. Погружаем плату в раствор и через некоторое время наблюдаем появление пузырьков. Это говорит о том, что началась химическая реакция. Для лучшего травления также желательно покачивать ванночку с раствором или перемешивать раствор каким-нибудь ещё способом.

Признаки химической реакции

Раствор также окрашивается в бирюзовый цвет. После прекращения признаков реакции проверяем все вытравленные участки — не должно остаться лишней меди. Если есть непротравленные участки — оставляем в растворе ещё на некоторое время.

Травление закончено

Затем нам необходимо удалить фоторезист. Для этого хорошо подходит ацетон. Просто заливаем плату ацетоном и помогаем ему кисточкой или щёткой.

Отмываем фоторезист

Лужение платы

Платы ожидают лужения

Для лужения будем использовать сплав Розе — у него температура плавления 96 градусов, что позволяет нам лудить платы под слоем кипящей воды. Также понадобится миска, очень желательно алюминиевая или эмалированная, и силиконовая лопатка.

Необходимые принадлежности

Кипятим воду вместе со сплавом Розе.

Сплав Розе в воде

Мне понадобилась посуда побольше. Помещаем плату в кипящую воду, медью к сплаву Розе. Для того, чтобы сплав Розе смачивал медь, нужно добавить в раствор щепоть лимонной кислоты. Кипятим плату до тех пор, пока сплав не покроет абсолютно всю медь. Затем, придерживая плату под водой, переворачиваем её и лопаткой с усилием счищаем излишки сплава Розе обратно в воду. На плате должен остаться слой в несколько десятых долей миллиметра.

Кипячение платы

Достаём платы, промываем и обезжириваем их, как было описано ранее. Даём просохнуть, и теперь они готовы для нанесения паяльной маски.

Лужёные платы

Делаем паяльную маску

Паяльную маску распечатываем так же, как и рисунок платы. В EasyEDA выбираем для этого соответствующий MaskLayer, верхний или нижний, в зависимости от слоя, на котором разводили дорожки. Галочки с самой схемы и шелкографии перед экспортом нужно не забыть снять. На фото ниже распечатка для паяльной маски.

Шаблон для паяльной маски

Наклеиваем на плату фоторезист. Аккуратно совмещаем распечатанные точки с пятаками на плате и прижимаем стеклом. Экспонируем ультрафиолетом так же, как и для рисунка дорожек на плате.

Экспозиция паяльной маски

Снова закидываем платы в морозилку и снимаем защитную плёнку.

Почти готовая маска

Остаётся растворить остатки неэкспонированного фоторезиста с пятаков. Снова аккуратно трём нужные участки в растворе кальцинированной соды до тех пор, пока не останется чистый металл.

Растворение лишнего фоторезиста

Полюбуемся на наши платы.

Почти готовые платы

Остаётся только просверлить отверстия в необходимых местах. Можно использовать для этого любой подходящий инструмент. Я использую самодельную сверлилку из 12В моторчика и цангового зажима.

Готовые платы

Таким способом можно изготавливать довольно детализированные платы практически любой сложности, для SMD и сквозного монтажа. При достаточно аккуратной печати масок и их аккуратном совмещении при экспонировании можно изготавливать двусторонние платы.

Готовая плата поближе

Надеюсь, данная статья окажется для Вас полезной. Ваши пожелания и замечания можете оставлять в комментариях внизу. А я постараюсь изготовить что-нибудь интересное и написать новые статьи в ближайшее время!

Перечень необходимых инструментов и расходников

Программное обеспечение для разработки рисунка.
Прозрачная полиэтиленовая пленка.
Узкий скотч.
Маркер.
Фольгированный стеклотекстолит.
Наждачная бумага.
Спирт.
Ненужная зубная щетка.
Инструмент для сверления отверстий диаметром от 0,7 до 1,2 мм.
Хлорное железо.
Пластиковая емкость для травления.
Кисточка для рисования красками.
Паяльник.
Припой.
Жидкий флюс.

Фольгированный стеклотекстолит можно брать любой. Лучше, если он будет потолще. Начинающим с таким материалом работать куда проще. Для его очистки понадобится наждачная бумага зернистостью около 1000 единиц, а также спирт (есть в любой аптеке). Последний расходник можно заменить жидкостью для сведения лака для ногтей, которая есть в любом доме, где живет женщина. Однако это средство довольно противно пахнет и долго выветривается.
Для сверления платы лучше иметь специальную мини-дрель или гравер. Однако можно пойти и более дешевым путем. Достаточно купить цанговый или кулачковый патрон под маленькие сверла и приспособить его к обычной бытовой дрели.
Хлорное железо можно заменить другими химическими средствами, включая те, которые уже наверняка есть в вашем доме. Например, подойдет раствор лимонной кислоты в перекиси водорода. Информацию о том, как готовятся альтернативные хлорному железу составы для травления плат, без проблем можно найти в Сети. Единственное, на что стоит обратить внимание, это на емкость для такой химии – она должна быть пластиковой, акриловой, стеклянной, но никак не металлической.
Про паяльник, припой и жидкий флюс подробнее говорить не стоит. Если радиолюбитель дошел до вопроса изготовления печатной платы, то с этими вещами он уже наверняка знаком.

Разработка и перенос рисунка платы на шаблон

Когда все вышеперечисленные инструменты, приспособления и расходные материалы подготовлены, можно браться за разработку платы. Если изготавливаемое устройство не уникальное, то гораздо проще будет скачать его проект из Сети. Подойдет даже обычный рисунок в формате JPEG.

Хотите пойти более сложным путем – рисуйте плату самостоятельно. Этот вариант часто бывает неизбежным, например, в ситуациях, когда у вас нет в наличии точно таких же радиодеталей, которые нужны для сборки оригинальной платы. Соответственно, заменяя компоненты аналогами, под них приходится выделять место на стеклотекстолите, подгонять отверстия и дорожки. Если проект уникальный, то плату придется разрабатывать с нуля. Для этого и нужно вышеупомянутое программное обеспечение.
Когда макет платы готов, его остается только перенести на прозрачный шаблон. Полиэтилен фиксируется прямо на мониторе при помощи скотча. Далее просто переводим имеющийся рисунок – дорожки, контактные пятачки и так далее. Для этих целей лучше всего использовать все тот же перманентный маркер. Он не стирается, не размазывается, и его хорошо видно.

Подготовка фольгированного стеклотекстолита

Следующим этапом идет подготовка стеклотекстолита. Для начала нужно отрезать его по размерам будущей платы. Делать это лучше с небольшим запасом. Для раскройки фольгированного стеклотекстолита можно использовать одни из нескольких способов.
Во-первых, материал отлично режется при помощи ножовки по металлу. Во-вторых, если у вас есть гравер с отрезными кругами, то удобно будет использовать его. В-третьих, стеклотекстолит можно отрезать по размеру канцелярским ножом. Принцип раскройки такой же, как и при работе со стеклорезом – в несколько проходов наносится линия отреза, затем материал просто отламывается.

Теперь обязательно нужно очистить медный слой стеклотекстолита от защитного покрытия и окисла. Лучшего способа, чем обработка наждачной бумагой, для решения этой задачи нет. Зернистость берется от 1000 до 1500 единиц. Цель – получить чистую блестящую поверхность. До зеркального блеска зачищать медный слой не стоит, так как мелкие царапины от наждачной бумаги увеличивают адгезию поверхности, что понадобится дальше.
В завершение остается только очистить фольгу от пыли и следов ваших пальцев. Для этого используется спирт или ацетон (жидкость для снятия лака). После обработки к медной поверхности руками не прикасаемся. Для последующих манипуляций захватываем стеклотекстолит за грани.

Совмещение шаблона и стеклотекстолита

Теперь нашей задачей является совмещения полученного на полиэтилене рисунка с подготовленным стеклотекстолитом. Для этого пленка накладывается на нужное место и позиционируется. Остатки заворачиваются на обратную сторону и крепятся при помощи все того же скотча.

Сверление отверстий

Перед сверлением рекомендуется каким-либо способом закрепить стеклотекстолит с шаблоном на поверхности. Это позволит добиться большей точности, а также исключит внезапное проворачивание материала во время прохода сверла насквозь. Если у вас есть сверлильный станок для такой работы, то описанная проблема вообще не возникнет.

Сверлить отверстия в стеклотекстолите можно на любой скорости. Кто-то работает на малых оборотах, кто-то на больших. Опыт показывает, что сами сверла служат намного дольше, если их эксплуатировать на низких скоростях. Так их сложнее сломать, погнуть и повредить заточку.
Отверстия сверлятся прямо через полиэтилен. Ориентирами будут служить будущие контактные пятачки, нарисованные на шаблоне. Если того требует проект, то своевременно меняем сверла под нужный диаметр.

Рисование дорожек

Далее шаблон снимается, но не выбрасывается. К медному покрытию по-прежнему стараемся не прикасаться руками. Для рисования дорожек используем маркер, обязательно перманентный. Его хорошо видно по следу, который он оставляет. Рисовать лучше за один проход, так как после застывания лака, который есть в составе перманентного маркера, правки делать будет весьма затруднительно.

В качестве ориентира используем все тот же шаблон из полиэтилена. Можно рисовать также перед компьютером, сверяясь с оригинальным макетом, где есть маркировка и прочие пометки. Если есть возможность, то лучше использовать несколько маркеров с наконечниками разной толщины. Это позволит более качественно прорисовать и тонкие дорожки, и обширные полигоны.

После нанесения рисунка обязательно ждем некоторое время, необходимое для окончательного отвердевания лака. Можно даже подсушить феном. От этого будет зависеть качество будущих дорожек.

Травление и очистка дорожек от маркера

Теперь самое интересное – травление платы. Тут есть несколько нюансов, о которых мало кто упоминает, но они существенно влияют на качество результата. В первую очередь готовим раствор хлорного железа согласно рекомендациям на упаковке. Обычно порошок разбавляется водой в соотношении 1:3. И тут первый совет. Сделайте раствор более насыщенным. Это поможет ускорить процесс, и нарисованные дорожки не отвалятся прежде, чем вытравится все необходимое.

Сразу же совет второй. Ванночку с раствором рекомендуется погрузить в горячую воду. Можно нагреть ее в металлической посуде. Повышение температуры, как известно еще со школьной программы, значительно ускоряет химическую реакцию, которой травление нашей платы и является. Сокращение времени процедуры нам на руку. Нанесенные маркером дорожки достаточно нестабильны, и чем меньше они будут киснуть в жидкости, тем лучше. Если при комнатной температуре плата в хлорном железе травится около часа, то в теплой воде этот процесс сокращается до 10 минут.
В завершение еще один совет. В процессе травления, хоть он и так ускорен за счет подогрева, рекомендуется постоянно двигать плату, а также счищать продукты реакции щеточкой для рисования. Совмещая все вышеописанные манипуляции вполне возможно вытравить лишнюю медь всего за 5-7 минут, что является просто отличным результатом для этой технологии.

В конце процедуры плату нужно тщательно промыть под проточной водой. Затем просушиваем ее. Остается только смыть следы от маркера, все еще закрывающие наши дорожки и пятачки. Делается это все тем же спиртом или ацетоном.

Лужение печатных плат

Если у вас все же есть сплавы Розе или Вуда, то их можно использовать и не по технологии. Они просто замечательно плавятся паяльником, легко распределяются по дорожкам, не сбиваются в комки, что для начинающего радиолюбителя будет только плюсом.

Заключение

Как видно из вышеописанного, бюджетная технология изготовления печатных плат в домашних условиях действительно доступная и недорогая. Не нужен ни принтер, ни утюг, ни дорогущая фоторезистивная пленка. Используя все вышеописанные советы вы легко сможете изготавливать простейшие электронные поделки, не вкладывая в это больших денег, что очень важно на первых этапах занятия радиолюбительством.

Изготовление печатных плат методом травления для радиолюбителей не является чем-то новым, но начинающие любители электроники порой сталкиваются с проблемой изготовления качественной печатной платы для своих самодельных радиоустройств.

Стоит заметить, что обычно новички стремятся изготовить какую-либо несложную схему, с небольшим количеством радиоэлементов и низкой плотностью монтажа.

Основной сложностью при изготовлении печатной платы остаётся процесс формирования устойчивого к травлению слоя, который не позволяет раствору хлорного железа вступить в реакцию с будущими медными проводниками.

Сейчас в ходу так называемая лазерно-утюжная технология, которая позволяет изготавливать очень качественные печатные платы. Но для этого метода нужно соответствующее оборудование и материалы. Например, лазерный принтер, специальная бумага и прочие мелочи.

Но можно ли обойтись минимумом инструментов для производства простой с точки зрения размеров и плотности монтажа печатной платы? Да! Читайте далее.

"Карандашная" технология изготовления печатных плат.

Суть данной технологии заключается в использовании корректирующего карандаша. Данный карандаш служит для исправления помарок и корректировки ошибок при письме. Но этот же карандаш можно с лёгкостью использовать и для нанесения рисунка проводников на поверхность фольгированного стеклотекстолита или гетинакса.

Корректирующий карандаш

В широкой продаже есть также "замазка" – аналог корректирующего карандаша, в котором есть специальная кисточка и маленький тюбик с белой корректирующей жидкостью. Карандаш же замечателен тем, что он позволяет наносить рисунок в виде тонкой дорожки, шириной около 2 миллиметров, что в большинстве случаев вполне пригодно для нанесения рисунка печатной платы.

Процесс изготовления печатной платы "карандашным" методом.

Покажу наглядно весь процесс нанесения устойчивого к травлению слоя на заготовку при изготовлении печатной платы для усилителя на микросхеме TDA2822.

Для начала понадобиться рисунок (разводка) соединительных дорожек, который необходимо перенести на поверхность фольгированного текстолита, стеклотекстолита либо гетинакса. Рисунок можно нарисовать самому, а можно взять готовый из описания устройства, которое планируется собрать. Далее можно поступить таким образом. Если есть принтер – подойдёт любой – распечатываем рисунок на листе бумаги. Затем вырезаем шаблон.

Заготовка печатной платы и шаблон рисунка соединительных дорожек

Далее приклеиваем бумажный шаблон с рисунком на заготовку из фольгированного текстолита со стороны медной фольги. Перебарщивать с клеем не нужно, необходимо лишь 4-6 капель, чтобы зафиксировать шаблон рисунка на заготовке. Клей можно применять в принципе любой – от обычного ПВА до "Момента". Всё равно, заготовку потом придётся шлифовать.

Далее необходимо просверлить отверстия под установку радиодеталей. Для этого понадобится миниатюрный сверлильный станок и свёрла диаметром 0,8 – 0,9 мм. Перед началом сверления отверстий рекомендуется сделать шилом небольшие углубления в местах сверления. Если этого не сделать, то сверло будет уводить. Стоит отметить, что широко распространённые в продаже свёрла плохо сверлят медную фольгу. Поэтому проделывая небольшие углубления в медной фольге, мы уменьшаем нагрузку на свёрла и облегчаем процесс сверления.

Печатная плата после сверления отверстий

После того, как отверстия просверлены – аккуратно отделяем шаблон от заготовки. Если бумажный шаблон не повреждён, то его лучше сохранить. Далее он нам ещё может понадобиться. Кроме всего прочего, его можно использовать повторно при изготовлении платы для такого же устройства.

Для шлифовки желательно использовать наждачную бумагу или ленту с мелкой зернистостью. От неё на медной фольге не останется глубоких царапин.

Шлифуем заготовку со стороны медной фольги до тех пор, пока поверхность не будет очищена от грязи, окисла и остатков клея. Также шлифовка необходима, чтобы убрать острые медные края у отверстий, образовавшиеся от сверления фольгированного стеклотекстолита.

Производить сверление отверстий рекомендуется до нанесения рисунка дорожек карандашом и последующего травления. Причина проста. При сверлении отверстий можно легко испортить уже готовые соединительные дорожки и "пятаки". Например, при сверлении или шлифовке очень легко повредить медную окантовку вокруг отверстий.

Вот теперь настало время применения корректирующего карандаша. Наносим рисунок будущих проводников на фольгированную поверхность в соответствии с рисунком. Это довольно легко, так как отверстия служат своего рода координатами. Кстати, здесь может понадобиться наш бумажный шаблон, ведь на нём указана трассировка всех соединений.

Заготовка печатной платы после нанесения рисунка дорожек

Форму дорожек можно подкорректировать с помощью лезвия безопасной бритвы, скальпелем. Далее необходимо подготовить раствор хлорного железа. Для травления понадобиться небольшой пластиковый резервуар, но, ни в коем случае не металлический!

Корректировка дорожек

В резервуар для травления заливаем немного тёплой, чуть горячей воды. Температура увеличивает скорость протекания химических процессов, и медь вытравится быстрее. Добавляем в резервуар хлорного железа. При этом следует засыпать порошок хлорного железа медленно и держаться от резервуара на расстоянии. Растворение хлорного железа в воде сопровождается выделением пара и брызг.

В процессе травления время от времени рекомендуется покачивать резервуар либо помешивать раствор с целью очистить реагирующую медную поверхность от нерастворимого осадка, который появляется в результате химической реакции. Процесс травления может занять несколько часов, всё зависит от температуры раствора, концентрации реагирующих веществ, конвекции жидкости в резервуаре, чистоты поверхности заготовки.

Заготовка после травления

После того, как ненужные участки вытравились, печатную плату нужно промыть под струёй воды и очистить медные дорожки от защитного покрытия. Затем заготовку нужно ещё раз отшлифовать до блеска. Далее нужно облудить медные дорожки – покрыть их тонким слоем припоя. Чтобы процесс лужения проводников был быстрее и качественнее, рекомендуется покрыть их нейтральным паяльным флюсом, таким как ЛТИ-120. Также можно применить паяльный жир.

Очищенная печатная плата

Далее с помощью паяльника покрываем дорожки тонким слоем припоя. Если в процессе лужения отверстия под выводы деталей "закрыло" припоем, то берём деревянную зубочистку или остро заточенную спичку. Прогреваем место рядом с отверстием и "прокалываем" зубочисткой отверстие.

Готовая печатная плата

И ещё маленький совет. После того, как монтаж деталей в печатную плату будет произведён, протрите или отмойте места пайки тряпкой (или кусочком ваты), смоченной в растворителе (Уайт-спирите) или изопропиловом спирте, чтобы удалить остатки канифоли в местах пайки. Чтобы процесс пошёл быстрее, сначала очищаем от канифоли те места, где её особенно много обычным пинцетом. А оставшуюся канифоль отмываем растворителем.

Как уже говорилось, данная технология годиться для быстрого изготовления печатных плат с низкой плотностью монтажа радиоэлементов. Но, несмотря на это, с её помощью можно изготавливать огромное количество электронных устройств или небольших совместимых модулей.

Читайте также: